浅谈桁架结构损伤识别方法研究

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1、兰州理工大学硕士学位论文桁架结构损伤识别方法研究姓名：邵云飞申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：杜永峰;李慧20070522硕士学付论文摘要土木结构在长期运行过程中不可避免地出现各种损伤，为了确保结构使用的安全性和耐久性，通过一定的检测手段和方法判断结构的损伤状态已经成为国内外学术界和工程界的研究热点。结构动力特性和结构物理参数直接相关，结构物理参数的损伤变化将引起相应动力特性的改变。基于振动的损伤识别方法是以结构动力试验为基础，通过对动力试验所测数据进行综合分析，从而判断损伤的出现、位置和程度。本文结

2、合具体的研究对象(桁架结构)对结构损伤诊断的敏感动力参数指标作了详细的研究。主要内容有：阐述了国内外的研究现状，论述和研究了基于动力参数进行结构损伤诊断的理论与方法。编写ANSYS二次开发语言APDL程序，实现结构不同损伤工况下的的模态自动求解过程，并定义APDL中多维数组参数，完成不同损伤工况下计算得到的模态参数的存储，最终将提取的模态信息写入结果数据文件中。具体讨论了基于频率、振型、刚度、柔度的损伤识别技术，并以实际桁架算例模型验证比较了正规化的频率变化率、振型曲率、柔度曲率对损伤识别的效果。根据桁架结构

3、的杆单元应变特点，提出应变模态改变率这一损伤指标，并通过数值仿真验证了仅一阶应变模态改变率对损伤的准确识别；并分析了不同程度损伤对应变模态改变率的影响，比较了不同杆的应变模态对损伤的敏感性。在应变模态的基础上，进一步提出了模态应变能改变率作为结构损伤因子，采用空间网架结构模型进行了验证计算，得到了更加优于应变模态的识别效果。并以模态应变能改变率作为特征参数构造BP神经网络，对网架结构的杆单元进行了损伤位置及程度的识别，取得了较为理想的结果。制作实际的钢桁架模型，利用动态信号采集分析仪对模型进行了动力特性的测定

4、。采用仿真试验对模型结构进行了模拟扫频激振，并以共振激振的方式，获得结构应变模态，并验证了应变模态改变率这一损伤指标有效性和可行性。从以上分析得出应变模态及模态应变能改变率对损伤状态的较好评估，说明了该参数的有效性和实用性，从而具有一定的现实意义和实用价值。关键字：桁架结构；损伤识别；敏感参数；应变模态；模态应变能硕士学位论文AbstractCivilengineeringstructuresinevitablyariseinjuryinthelong-runprocess，InordertoeiLsuret

5、hestructuralsafetyanddurability,Judgmentofthestatehavebecomethefocusoftheresearchintheacademicandengineeringworldathomeandabroadthroughcertainmeal'iSandmethodsofdetectionofstructuraldamage．Thedynamiccharacteristicsofstructuresareindosedrelationshipwiththest

6、ructuralparameters，andstructuraldamagewillcausethedynamiccharacteristicsshiftscOrrespondenny．Basedonthevibrationdamageidentificationmethodisbasedonthestructuraldynamictest，Throughthedynamictestmeasureddataanalysis，theemergenceofinjury,locationandextentCanbe

7、judged．Inthispaper,withthespecificobjectofresearch(trussstructure)，thedamagesensitivedynamicparametersofthestructuraldiagnosishavebeenstudieddetailedly．n地maincontentsinclude：Describingthestatusofresearchathomeandabroad，thispaperdiscussesandstudiesthediagnos

8、isofstructuraldamagetheoriesandmethodsbasedonmodalparameters．APDLprogrammingofANSYSdevelopmentlanguageisdesigned，themodalautomaticsolutionprocessofstructureinthedifferentinjuryconditionshavebeenrealize